Le Soleil est de loin le plus gros objet de notre système solaire. Il représente à lui seul 99.8% de la masse totale du système solaire (Jupiter représente presque tout le reste).

Le Soleil est actuellement constitué de 75% d'hydrogène et 25% d'hélium en masse et 92,1% d'hydrogène et 7,8% d'hélium en nombre d'atomes. Tous les autres éléments ne représentent pas plus de 0,1%. Ces chiffres varient lentement au fur et à mesure que le Soleil convertit l'hydrogène en hélium par réaction de fusion nucléaire.

Les couches externes du Soleil ne tournent pas d'une facon homogène autour du centre: alors qu'à l'equateur la surface effectue une révolution en 25,4 jours, il lui faut jusqu'à 36 jours près des pôles pour effectuer un tour complet. Ce comportement étrange, appelé "rotation différentielle", est dû au fait que le Soleil n'est pas un corps solide comme la Terre. Des effets similaires sont aussi observés dans les géantes gazeuses. Par contre, le noyau du Soleil tourne comme un corps solide.

Les conditions de température et de pression au centre du Soleil sont extrèmes: il y règne une température de 15 millions de degrés et la pression est de 250 milliards d'atmosphères. Les gaz y sont compressés à une densité équivalente à 150 fois celle de l'eau.

L'énergie dégagée par le Soleil (3.86e33 ergs/seconde, ou 386 milliards de milliards de megawatts) est produite par fusion nucléaire. Chaque seconde au coeur du Soleil, environ 700 millions de tonnes d'hydrogène sont converties en 695 millions de tonnes d'hélium et 5 millions de tonnes d'énergie sous forme de rayons gamma. Pendant qu'elle voyage vers la surface du Soleil, l'énergie est continuellement absorbée et réémise à des températures de plus en plus basses ce qui fait que lorsqu'elle atteint la surface, elle est principalement constituée de lumière visible. Après avoir parcouru les 4/5èmes du trajet vers la surface, l'énergie est plus portée par les courants de convection plutôt que par radiation. Il faut 50 millions d'annéees pour qu'un photon parvienne à la surface.

La surface du Soleil, appelée la photosphère, est à une température d'environ 5500 °C. Les taches solaires sont des régions "froides" de 3500 °C (elles sont noires comparées aux régions chaudes environnantes). Elles peuvent être très grosses, jusqu'à 50000 kilomètres de diamètre. Le phénomène qui explique les taches solaires est dû à des interactions avec le champ magnétique du Soleil. Cependant, ces interactions ne sont pas très bien comprises à l'heure actuelle.

Au dessus de la photosphère repose une petite couche appelée la chromosphère.

La région pauvre en éléments au-dessus de la chromosphère s'appelle la couronne et s'étend à des millions de kilomètres dans l'espace. On ne peut l'observer qu'à l'occasion d'une éclipse. La température de la couronne dépasse le million de degrés.

Le champ magnétique du Soleil est très puissant (par rapport aux standards terrestres). Sa magnétosphère (aussi appelée héliosphère) s'étend bien plus loin que Pluton.

En plus de la chaleur et de la lumière, le Soleil émet aussi un flot de particules chargées (principalement des électrons et des protons) appelé vent solaire qui se propage à travers le système solaire à la vitesse de 450 km/s. Le vent solaire et des particules de niveau énergétique plus élevé éjectées par des éruptions solaires peuvent avoir des conséquences importantes sur la Terre, allant de simples surtensions dans les lignes électriques jusqu'aux magnifiques aurores boréales.

Des données récentes qui nous proviennent de la sonde spatiale Ulysses ont montré que le vent solaire qui provient des régions polaire du Soleil est éjecté à une vitesse presque double (750 km/s) de celle observée à des latitudes plus basses. La composition du vent solaire semble aussi être différente dans les régions polaires alors que le champ magnétique du Soleil est étonnamment uniforme.

Des études complémentaires vont pouvoir êtres réalisées grâces aux deux sondes Wind et SOHO qui se situent directement entre la Terre et le Soleil, à environ 1.6 millions de km de la Terre.

Le vent solaire est responsable de la queue des comètes (qui est donc toujours dirigée à l'opposé du Soleil) et a des effets mesurables sur les trajectoires des vaisseaux spatiaux.
Un projet de vaisseau propulsé uniquement par le vent solaire a déjà été envisagé mais il faudrait une voile très légère et de plusieurs kilomètres carrés pour obtenir une poussée significative.

L'activité solaire n'est pas entièrement constante. Il y eu une très petite quantité de taches solaires à la fin de la seconde moitié du 17ème siècle. Cette basse activité a coïncidé avec une période relativement froide en Europe du Nord. Depuis la formation du système solaire, l'activité du Soleil a augmenté d'environ 40%.